TWI459021B

TWI459021B - 光學膜的形成方法

Info

Publication number: TWI459021B
Application number: TW099130755A
Authority: TW
Inventors: Hung Chun Hsieh; Tai Chi Chen; Hsin Hsing Lee; Chun Chieh Yi
Original assignee: Benq Materials Corp
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2010-09-10
Publication date: 2014-11-01
Also published as: TW201211576A

Description

光學膜的形成方法

本發明是有關於一種具有硬化層之膜材及其形成方法，且特別有關於具有表層硬度大於內部硬度之硬化層之光學膜的形成方法。

光固化性組成在經過光照後會發生硬化反應。為了提升光固化性組成的硬化速率及硬化程度，一般會在光固化性組成中同時添加光敏劑與光起始劑。由於光敏劑與光起始劑係均勻地混合在光固化性組成中，因此依傳統製法所得到的硬化材料或硬化層其整體硬度係均勻一致的。

為了將膜材，例如是偏光板，貼附於其他的光學元件，例如也是具有多層結構的相位延遲膜或是液晶胞，會在偏光板的表面上形成感壓性黏著層再貼覆於離形膜上。當整個感壓性黏著層的硬度大時，雖然感壓性黏著層能為偏光板提供支撐作用、具備較高穩定性以及表面抗壓點能力，但感壓性黏著層不能隨著偏光板在變化的溫度環境下所產生收縮或膨脹的形狀改變而對應改變，偏光板之尺寸改變所產生的應力無法被硬度大的感壓性黏著層吸收，也就是對高溫高濕的應力緩和能力不足，因此難以應用在可能會發生變形的裝置中。此外，偏光板內的殘留應力不均勻，容易在液晶胞中造成"漏光"或"顏色不均"的問題。而當整個感壓性黏著層的硬度小時，雖然能緩和偏光板之尺寸改變所產生的應力，但此感壓性黏著層的穩定性及表面抗壓點能力便會降低。

根據本發明之一方面，提供一種具有硬化層之膜材的形成方法。方法包括以下步驟。提供基材。塗覆光引發層於基材上。塗覆光固化性膠體層於光引發層上。光固化性膠體層的表面接觸光引發層。光照光固化性膠體層與光引發層，以使光固化性膠體層與光引發層發生硬化反應形成該硬化層。硬化層之表層的硬度大於內部的硬度。

根據本發明之另一方面，提供一種光學膜的形成方法。方法包括以下步驟。提供離型膜。塗覆光引發層於離型膜上。塗覆光固化性膠體層於光引發層上。光固化性膠體層的表面接觸光引發層。設置偏光板於光固化性膠體層上。光照光固化性膠體層與光引發層，以使光固化性膠體層與光引發層發生固化反應形成黏著層。黏著層之表層的硬度大於內部的硬度。

根據本發明之又另一方面，提供一種具有硬化層之膜材。硬化層係單一薄膜，且硬化層之表層的硬度係大於內部的硬度。

本發明之實施例提供一種光學膜的形成方法，其中光學膜具有表層硬度大於內部硬度的硬化層。第1圖至第4圖顯示本發明一實施例之光學膜的製程。請參考第1圖，在基材1上塗覆光引發層2。於一具體實施例中，基材1為離型膜。光引發層2可包括光起始劑或光敏劑或該兩者。光敏劑可例如包括二苯甲酮、丁二酮、苯乙酮、蒽、菲或芴。光起始劑可例如包括三級胺丙烯酸酯(tertiary amine acrylate)、9-苯基吖啶(9-phenylacridine;9-PHA)、四乙基米氏酮(4,4-Bis(diethylamino)benzophenone;EAB)或三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)(Trimethylolpropane tris(3-mercaptopropionate);TMPX)。請參考第2圖，在光引發層2上塗覆光固化性膠體層3。光固化性膠體層3的一表面，例如第2圖所示之表面，係與光引發層2接觸。光固化性膠體層3可例如包括光固化性單體、寡聚物或樹脂，以及光起始劑。光固化性膠體層3可更包括光敏劑。光敏劑能將吸收的能量轉移至其他的材料，例如光起始劑或光固化性膠體層3之光固化性單體、寡聚物或樹脂；而光起始劑在吸收能量後本身會發生化學變化，分解成自由基或陽離子，從而引發光固化性膠體層3中光固化性單體、寡聚物或樹脂的聚合反應。光固化性單體、寡聚物或樹脂可為紫外線固化性單體、寡聚物或樹脂。舉例來說，光固化性膠體層3可包括丙烯酸系單體，例如三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)，或壓克力樹脂，例如丙烯酸系共聚物(acrylic copolymer)、聚乙烯醇高分子或聚氨基甲酸樹脂。於一實施例中，光固化性膠體層3為一紫外線(UV)固化膠體層。光固化性膠體層3也可包括抗靜電物質，例如胺類化合物、磷酸酯類、脂肪酸乙二醚酯類(ethoxylated,glycol esters of fatty acid)、脂肪胺(fatty amine)衍生物及其他醇類衍生物等化學物質、金屬鹽。金屬鹽之陽離子包含有鋰離子、鈉離子、鉀離子、銣離子或上述之組合。金屬鹽之陰離子包括有過氯酸根離子、六氟砷酸根離子、六氟磷酸根離子、四氟硼酸根離子或上述之組合。

請參考第3圖，在光固化性膠體層3上設置另一基材4。於一具體實施例中，基材4為偏光板。然後，對光固化性膠體層3與光引發層2進行照光步驟，以使光固化性膠體層3與光引發層2發生固化反應而變成硬化層5，如第4圖所示。於一實施例中，係使用波長範圍為200nm至400nm的紫外線進行照光步驟。

請參照第4圖，硬化層5(其包括表層5' )係單一薄膜，亦即為一完整不可分離的薄膜，且硬化層5之表層5' 的硬度係大於硬化層5之內部的硬度。這是因為光固化性膠體層3(第3圖)的一表面與光引發層2接觸而具有最高含量的光起始劑或光敏劑或該兩者，或更進一步地為具有最高濃度的光起始劑或光敏劑或該兩者，造成光固化性膠體層3與光引發層2接觸端的表層之光起始劑或光敏劑或該兩者的含量大於光固化性膠體層3之內部的光起始劑或光敏劑或該兩者的含量，因此在經過光照而固化的過程中，光固化性膠體層3之表面的硬化速率會快過內部的硬化速率，換言之，表面的硬化程度會大於內部的硬化程度，因此形成的硬化層5之表層5' (第4圖)的硬度大於內部的硬度。

此外，為了促進光固化性膠體層3(第3圖)之表面的硬化程度高過內部的硬化程度，也可控制光照的方向係由下往上照射，亦即從光引發層2往光固化性膠體層3的方向照射，以使光引發層2或鄰接光引發層2之光固化性膠體層3的表面吸收到大量的光能。然而，本發明並不限光照的方向。在某些實施例中，適當地調控光引發層2與光固化性膠體層3的光起始劑或光敏劑或該兩者的含量即可得到表層5' (第4圖)之硬度大於內部之硬度的硬化層5。根據上述，本發明之實施例的硬化層的形成方法簡單且經濟。

請參照第4圖，在基材1為離型膜且另一基材4為偏光板的應用例中，硬化層5可作為黏著層或感壓性黏著層。由於硬化層5之表層5' 的硬度大於內部的硬度，因此硬化層5之表層5' 能為基材(或偏光板)4提供保護作用，且同時硬化層5的內部能隨著基材(或偏光板)4的熱漲冷縮而改變，或者緩和基材(或偏光板)4由於形狀改變而產生的應力。

為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉實施例作詳細說明如下：

<製備光學膜>

實施例1之光學膜的製備步驟包括在離型膜上塗覆光引發層，在光引發層上塗覆光固化性膠體層(約25μm)，並然後對光引發層與光固化性膠體層進行光照以形成黏著層(分子量約80萬~85萬)。比較例2至比較例4之光學膜的製備步驟包括在離型膜上塗覆光固化性膠體層(約25μm)，並然後對光固化性膠體層進行光照以形成黏著層(分子量約80萬~85萬)。光照步驟係使用高壓水銀蒸氣燈(high pressure mercury-vapor lamps)，光照強度(intensity)為30mW/cm，光照時間為20秒。

表1顯示實施例1與比較例2至比較例4之光學膜的組成重量比例。實施例1與比較例2至比較例4之固化性膠體層包括丙烯酸丁酯(n-butyl acrylate;BA)與丙烯酸甲酯(n-methyl acrylate;MA)之丙烯酸系聚合物；三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylol propane triacrylate;TMPTA)之單體；4,4'-二苯甲基二異氰酸鹽(4,4'-diphenylmethane diisocyanate;MDI)之聚異氰酸酯化合物；二苯甲酮(benzophenone)之光起始劑；以及氯酸鹽類(LiClO₄ )之抗靜電劑。實施例1之光引發層包括三級胺丙烯酸酯(tertiary amine acrylate)(供應廠商：恆橋產業股份有限公司，產品名稱：Chemcure-NPG)之光敏劑。

<性質分析>

表2顯示實施例1與比較例2至比較例4之光學膜與偏光板貼合之後進行分析所得到的結果。

1.　信賴性(Durability)

將與光學膜貼合的偏光板裁切成10cm*10cm，使用貼合機以貼合壓力2.8kg/cm² 、過壓深度(樣品與玻璃的壓合深度)-0.7mm的條件貼在玻璃上，然後加壓脫泡(50℃、5kg、20分鐘)。接著將樣品放入信賴性測試儀進行分析，分析條件為60℃/90%RH 1000hr與80℃/1000hr。信賴性評估的方法如下所示：

○：沒有剝離和發泡

△：剝離＜2mm(黏著層與玻璃分開的距離)，10cm*10cm的單位內不超過5顆小氣泡

X：剝離≧2mm，10cm*10cm的單位內超過5顆小氣泡

2.　裁切加工性(Cuttability)

使用油壓裁切機裁切與光學膜貼合的偏光板。信賴性評估的方法如下所示：

○：偏光板邊緣脫膠(裁切時黏著層被裁刀帶走的距離)＜0.1mm

△：偏光板邊緣脫膠0.1~0.5mm

X：偏光板邊緣脫膠＞0.5mm

3.　殘膠(Residual)

將與光學膜貼合的偏光板裁切成10cm*10cm，使用貼合機以貼合壓力2.8kg/cm² 、過壓深度-0.7mm的條件貼在玻璃上，然後加壓脫泡(50℃、5kg、20分鐘)。接著將樣品放入信賴性測試儀，條件為80℃、3hr。然後使用偏光板移除機台(Polarizer Remover)進行撕除。殘膠評估的方法如下所示：

○：玻璃殘膠＜1%(面積百分比)

△：玻璃殘膠1%~5%

X：玻璃殘膠>5%

4.　壓點(Dent)

將粒徑300μm~500μm的粒子30顆~50顆平均分散在與偏光板貼合之光學膜的離型膜上，然後使用800g之玻璃進行重壓5分鐘，接著移除玻璃並觀察壓點的形成數量。壓點評估的方法如下所示：

○：壓點數量＜3

△：壓點數量3~7

X：壓點數量>7

壓點數量愈少表示光學膜的硬度愈高。因此，根據表2所示的結果可知，實施例1之光學膜的硬度較比較例2至比較例4之光學膜的硬度高。

5.　漏光(Mura)

將與光學膜貼合的偏光板裁切成10cm*10cm，使用貼合機以貼合壓力2.8kg/cm² 、過壓深度-0.7mm的條件貼在150mm*150mm的玻璃上，貼合上下片使其直交，在暗室中使用背光模組進行漏光測試。漏光評估的方法如下所示：

○：無漏光現象

△：輕微漏光現象

X：嚴重漏光現象

6.　阻抗(Anti-Static Electirc)

量側標準片確認範圍為4.95~5.0x10⁸ 後，取A4大小之黏著層放置於玻璃底座上，使用阻抗計測試三次，紀錄數值並取其平均值。表2中的over表示阻抗值大於10¹⁵ ，因此無法測定。為了讓偏光板在重工(rework)時不會造成液晶被靜電驅動，一般黏著層的阻抗值係小於10E11。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1．．．基材

2．．．光引發層

3．．．光固化性膠體層

4．．．基材

5．．．硬化層

5' ．．．硬化層的表層

第1圖至第4圖顯示本發明一實施例之光學膜的製程。

1．．．基材

4．．．基材

5．．．硬化層

5' ．．．硬化層的表層

Claims

一種光學膜的形成方法，包括以下步驟：提供一離型膜；塗覆一光引發層於該離型膜上；塗覆一光固化性膠體層於該光引發層上，其中該光固化性膠體層的一表面接觸該光引發層；設置一偏光板於該光固化性膠體層上；以及光照該光固化性膠體層與該光引發層，以使該光固化性膠體層與該光引發層發生固化反應形成一黏著層，其中該黏著層之表層的硬度大於內部的硬度。
如申請專利範圍第1項所述之光學膜的形成方法，其中該黏著層係單一薄膜。
如申請專利範圍第1項所述之光學膜的形成方法，其中該光引發層包括一第一光起始劑或一第一光敏劑。
如申請專利範圍第1項所述之光學膜的形成方法，其中該光固化性膠體層包括一第二光起始劑或一第二光敏劑。
如申請專利範圍第1項所述之光學膜的形成方法，其中該光固化性膠體層包括一紫外線固化性單體、寡聚物或樹脂。
如申請專利範圍第1項所述之光學膜的形成方法，其中該光照步驟係利用一紫外線(UV)光照該光固化性膠體層與該光引發層。
如申請專利範圍第1項所述之光學膜的形成方法，其中該光固化性膠體層包括三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、丙烯酸系共聚物(acrylic copolymer)、聚乙烯醇高分子或聚氨基甲酸樹脂。